[发明专利]双叉犀金龟RR-2家族表皮蛋白，编码核苷酸序列及其应用

说明书

本发明提供了一种双叉犀金龟RR‑2家族表皮蛋白，编码核苷酸序列及其应用，涉及生物工程技术领域。本发明以昆虫双叉犀金龟为研究对象，发现了一种新的RR‑2亚家族蛋白基因，命名为Td14144，并成功获得该基因的重组蛋白，具有在常温下发生液液相分离的特性，能够结合不同类型的几丁质，为研究RR‑2亚家族表皮蛋白提供了新的基因资源，将有助于阐明昆虫表皮的结构、生理功能及其在昆虫发育过程中所扮演的角色，可以用于开发具有质量轻、韧性强、抗断裂性能强、疏水等优异性能的仿生材料。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种双叉犀金龟RR-2家族表皮蛋白，编码核苷酸序列及其应用。

背景技术

昆虫作为世界上最古老的生物，其强大的适应性以及特殊的身体构造是其如今拥有庞大数量的有力保障，表皮结构就是其中保障之一。昆虫表皮的主要组成成分是几丁质和表皮蛋白。几丁质是N-乙酰葡萄糖胺聚合而成，结构明晰。不同类型表皮的几丁质分子链长和乙酰化程度的差异很小，因而表皮蛋白基因种类和数量的变化是影响表皮结构及其机械性能的重要因素，所以，一直以来表皮蛋白被认为是昆虫重要的结构蛋白。根据昆虫表皮蛋白的序列特征，将其划分为CPR(有RebersRiddiford保守基序)、CPF(有一段长44个氨基酸的高度保守区域)、CPFL(CPF like)、Tweedle(含有4个保守的区域)、CPAPI(有1个ChBD2几丁质结合域)、CPAP3(有3个ChtBD2几丁质结合域)，CPG(有许多短的甘氨酸重复序列)、CPLC(一类含有低复杂序列的蛋白)和Apidermin等12个家族。其中，CRR家族可分成3个亚族，即RR-1，主要存在柔软表皮层，RR-2主要存在坚硬表皮层，RR-3，目前对其研究不多。

目前，对昆虫表皮蛋白的研究中，以模式昆虫的研究较为深入，如日本学者从家蚕翅原基化蛹前cDNA库中随机选出cDNA进行序列测定，鉴定了10种不同的表皮蛋白基因。韩国全南国立大学YasuyukiArakane课题组以赤拟谷盗为对象，研究鞘翅中高丰度的表皮蛋白功能。Nohr等利用双向电泳技术，发现飞蝗内外表皮蛋白组成具有明显的差异性。Andersen等利用MALDI–MS技术，从沙漠蝗中分析鉴定出8个内表皮蛋白；从飞蝗和蟑螂中鉴定出了多个蜕皮后蛋白(内表皮合成时期)，这些研究为表皮蛋白在昆虫变态发育和表皮形成过程的作用机制研究奠定了基础。

然而，目前对昆虫表皮蛋白的研究主要针对内外表皮差异、表皮蛋白的鉴定、分类、提取等方面，对于其生物学功能研究较少。

发明内容

本发明第一方面提供了一种双叉犀金龟(Trypoxylus dichotomu)RR-2家族表皮蛋白，所述表皮蛋白的氨基酸序列包含或由如下序列组成：

a)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或，

b)与SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列具有至少70％序列同一性的功能性同源序列；或

c)在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列中缺失、添加、替换一个或多个氨基酸且具有相同蛋白活性的氨基酸序列。

双叉犀金龟的头角是由其表皮特化而来，它是一种天然的防御攻击武器，具有显著的抗断裂韧性和抗形变刚性。本发明以双叉犀金龟为研究对象，从其头角中发现了一种新的RR-2亚家族蛋白基因，自定义命名为Td14144，并成功获得该基因的重组蛋白(即上述的双叉犀金龟表皮蛋白，本发明中也命名为Td14144)。Td14144表皮蛋白具有在常温下发生液液相分离的特性，且能够结合不同类型的几丁质。